【www.zhuodaoren.com--论文】
软弱围岩隧道光面爆破的论文(一)
隧道各级围岩钻爆施工光面爆破设计
米花岭隧道各级围岩钻爆施工光面爆破设计
1、概况
隆百高速公路位于广西西部山区，已接近高原的边缘，属于亚热带气候，年平均气温200C，年平均降雨量1000～1200mm，降雨量在空间上分布很不均匀，每年5～9月多为雨季，雨季雨量约为全年雨量的70～80%，多年雨水蒸发量为1200～1700mm。隆百高速公路米花岭隧道全长超过2Km,是控制工期的重点工程之一。
米花岭隧道为山岭隧道，隧道进口位于田林县旧州镇安牙牧场，出口位于田林县板桃二组，设计速度80Km/h,为双向四车道，小净距+分离式隧道，单洞设计为10.25×5m，隧道左线起止里程ZK55+431.7～ZK57+502长2070.3m，起止高程分别为740.029及730.027，右线起止里程YK55+430～YK57+483，长2053m，起止高程分别为739.873及730.023隧道进出口均在曲线上，左线隆林端位于760m的曲线上，百色端位于540m的曲线上，右线隆林端位于1100m的曲线上，百色端位于500m的曲线上，进出口均设置了超高，左线进口纵坡3%长148.3m，出口段纵坡-0.75%，坡长1992m，变坡点为ZK55+580，右线进口纵坡3%长150m，出口段纵坡-0.75%，坡长1903m，变坡点为ZK55+580，隧道最大埋深为190m，隧道左右线长度均大于1000m，为长隧道，隧道进口段30m为小净距隧道（设计线距离16.11～19.84m为小间距,按V级围岩），其余均按分离式隧道设计。进口端暗洞洞口立面ZK55+488.153、YK55+485线间距为25.66m，均大于25m。分离式隧道区域内冲沟发育，其中三条冲沟常年性流水，其余均为季节性宽浅河沟，仅在雨季时有暂时流水。地下水类可分第四系松散岩类空隙潜水和基岩网状裂隙水，岩性为三迭系中板纳组，以砂岩、粉质砂岩为主，局部类粉砂泥岩、页岩。
2、设计依据
2.1《重庆交通科研设计院两阶段施工图设计》（2007年12月）
2.2《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）
2.3《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
2.4《国家爆破安全规程》（GB6722-2003）
3、设计原则
3.1隧道爆破必须严格遵守《国家爆破安全规程》所规定的安全条款，把爆破所产生的有害气体降低到最低限度。
3.2爆破效果好，块度均匀，有利于装运，大块率控制3%以内。
3.3实施光面爆破限制最大段装药量，减少振动，确保岩体稳定，爆破轮廓线圆顺平滑，I-II级围岩炮孔保存在90%，Ⅲ-Ⅳ级保存80%，Ⅴ级保存60%。
4、爆破设计
4.1各级围岩最大段装药量的设计
4.1.1依据国家爆破安全规程（GB6722-2003）爆破安全距离公式 K1/1/3().Q„„„„（1） R=V
式中 R—爆破中心距被保护物安全距离，单位按米计；
Q—微差爆破最大段装药量，单位按公斤计；
V—爆破质点振动速度，单位按cm/s；
K—与地质、地形有关系数；
α—爆破衰减系数； 1/K1/1/3K 则：R=(V).QV.Q
此公式导出V=K.(/R)„„„（2）验算质点允许振动速度cm/s
3V3/R Q=.()„„„„ (3)求最大段装药量（Kg） K
4.1.2按照硬岩和软岩对振动速度的限制利用公式（2）和（3）就可以估算出各类围岩的最大段装药量。
（1）Ⅴ级围岩最大段装药量设计并考虑小净距的影响
设R=20m 允许振动速度为2cm/s K=220 α=1.8
13/1.823/1.8)则Qmax=20(220)=8000(=3.2 Kg 1103
(2) Ⅳ级围岩最大装药量设计
设R=20m 允许振动速度为4cm/s K=200 α=1.7
43/1.7120()8000()3/1.7=8 Kg 则Qmax==200503
（3）Ⅲ级围岩最大段装药量设计考虑最大线间距影响
设R=24m 允许振动速度为6cm/s K=180 α=1.6
63/1.523.50 Kg 则Qmax=24()1803
(4) Ⅱ级围岩最大段装药量
设R=24m 允许振动速度为8cm/s K=180 α=1.6
3则Qmax=24(83/1.6)138241.60.00008840.30 Kg 180【软弱围岩隧道光面爆破的论文】
（附注：洞口附近建筑的保护按爆破安全规程GB6722-2003计算。）
4.1.3.Ⅴ级围岩台阶开挖留核心土，开挖软弱围岩尽量采用人工开挖或小型机械开挖（如风镐等），在掌子面相对稳定的情况下严格执行“短进尺、弱爆破、快封闭、强支护、勤量测”的方针进行施工。确保施工安全。
A、Ⅴ级围岩环形开挖及施工工序确认,开挖工序示意图1如下：
(一)Ⅴ级围岩环形开挖及开挖顺序的确认
①在大管棚或其它支护掩护下进行环形开挖，必要时喷砼封闭掌子面。
（Ⅱ）施作上部初期支护（喷C20砼、挂网、架立钢拱、纵向连接打锚杆包括锁脚锚杆），喷到设计厚度。
③开挖核心土，前留0.5～1.0m平台（起支撑掌子面的作用），后部1：0.5坡，随进度削去平台。
④拉槽，上方视下部岩质决定，必要时喷5cm砼保边坡。
⑤开挖马口，施作左右锚杆，立1～3榀边墙钢架，防止悬空不均匀下沉。
（Ⅵ）边墙初期支护（喷C20砼、挂网、接长边墙拱架、纵向连接钢筋）喷到设计厚度。
（Ⅶ）浇筑仰拱C25钢筋砼，为不影响出渣运输，倒边进行半边施工。
（Ⅷ）拱顶及边墙铺设防水板。
（Ⅸ）拱墙C25防水砼衬砌（加强段为钢筋砼）。
⑩量测布置。
（二）Ⅴ级围岩环形开挖爆破设计
（1）爆破器材的选择
炸药要求和岩石的声阻抗相匹配，即炸药的爆速乘以密度接近岩体的声阻抗乘以岩体的密度，从设计地质说明上查本隧道岩体最高级别为Ⅲ级，而且层理和解理较发育，无大比重的矿石，象花岗石及重铁矿石，要求炸药爆速大于3000m/s，密度必须按1.0g/cm3或大于1.0g/cm3。
2#岩石炸药爆速在3800～4200 m/s（保存期内），比重0.95～１.０g/cm3。乳化炸药爆速在4300～4600 m/s，比重1.0～1.3，采购时一定看说明书，隧道爆破有水时使用乳化炸药，无水时使用2#岩石炸药。
雷管使用工业8#雷管，隧道爆破使用非电导爆管1～15段，脚线长3m，导爆索Φ6mm，爆速6600 m/s，每米装药12克（光爆使用）。
（2）掏槽眼的布置，一般环形开挖，掏槽眼布置在拱脚偏核心土一方，两边对称布置，以减轻爆破震动对拱部的影响。
（3）周边眼光爆参数的设计，眼距：E=40cm,抵抗线W=50cm，密集系数E/W=40/60=0.67(可)
（4）炮孔布置见图2
Ⅴ级围岩洞口加强段环形开挖图2
软弱围岩隧道光面爆破的论文(二)
浅谈隧道光面爆破技术
隧道光面爆破技术【软弱围岩隧道光面爆破的论文】
隧道爆破的特点
（1）只有一个自由面（临空面）；
（2）炮眼深度受到一定限制，这是与隧道围岩条件、打眼机械工具、爆破技术等有关系； （3）受隧道围岩条件的控制，爆破参数主要取决于围岩级别；还取决于开挖方法与断面大小； （4）钻孔、装药、引爆都在较恶劣的条件下进行； （5）隧道爆破、炮眼比较集中，1.5-2个/m2；
（6）多采用类比法设计，计算简单。不象洞室爆破、拆除爆破等要进行较复杂的计算和药包的布置。
1、光面爆破的特点
1.1 隧道成形规整，应力分布均匀，有利于围岩稳定，从而提高围岩自承能力。 1.2 对围岩的扰动范围小，相应的炮震裂缝少，从而增加施工安全性。 1.3 光爆成形规整，有利于施作锚喷支护。
1.4 节约材料，降低工程造价。尤其是减少超欠挖，可大大减少衬砌砼超灌量。 2、光面爆破的作用原理
炮眼中炸药爆炸时对围岩产生两种作用，一种是爆炸产生的高温高压气体膨胀过程对围岩的静压和尖劈作用，这种作用时间较长，一般为几至几十毫秒；另一种是炸药爆炸瞬间的冲击波对围岩动压作用，这种作用的时间较短，但作用比静压作用猛烈。一般爆破中，冲击波动压的作用是主要的。
光面爆破，就是人为地采取技术措施，减弱动压对炮眼周壁岩石的冲击作用，而使高压气体产生的静压作用成为主导。如果相邻的炮眼间距适当，爆炸时爆炸气体将在炮眼连线方向产生较大的集中应力，作用于这个方向的眼壁上，由于岩石抗拉强度远远低于抗压强度，于是沿相邻眼连线方向眼壁出现裂缝，而爆炸产生的高压气体形成的尖劈作用，使既成裂缝进一步扩展，最终形成规整的破裂面。
控制并减弱爆破冲击波动压作用的主要技术措施是：
a、采用小直径药卷。使不偶合系数大于1，爆破时有一定的缓冲作用，动压大为降低。 b、采用缓冲装药结构。包括不偶合药包连续装药结构和偶合药包间隔装药结构。 c、控制每米炮眼长度的装药量，并均匀分布于炮眼内。 d、采用爆速低、猛度小、低密度的炸药。 3、光面爆破的质量标准
3.1 周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整，隧道壁面起伏在15~20cm以内。 3.2 周边炮眼痕迹保存率：硬岩≥80%、中硬岩≥60%。
3.3 爆破后的保留的半眼壁面上无粉碎和明显新生裂缝，对围岩破坏轻微。 3.4 爆破后，大的危石、浮石较少。 4、光爆参数的选择
4.1、周边眼孔距（E）及抵抗线（W）
4.1.1 孔距（E）：可选350~700mm左右。当围岩软弱、节理裂隙发育或隧道跨径小时选350~500mm；中等硬度岩石选450~650mm；岩石坚硬完整时选550~700mm。
4.1.2 抵抗线（W）：通常为450~800mm。当岩石软弱时选450~600mm；中等硬度岩石选600~800mm；
岩石坚硬完整时取600~800mm。
4.1.3 密集系数（M=E/W）：一般取M=0.5~1.0，软岩取M=0.5~0.8，中硬岩取M=0.7~1.0，硬岩取M=0.7~1.0，M值软岩取小值、硬岩及断面小时取大值。
4.2 炮孔深度（L）值的确定：根据围岩情况、钻孔设备、掏槽方式等确定。
4.2.1 炮孔深度的区分：浅孔爆破：L＜1.8m；中孔爆破：L=1.8~2.5m；深孔爆破：L＞2.5m。 4.2.2 孔深一般不宜小于1.2m，因为眼孔较浅时，爆炸气体很容易从孔口释放出去。 4.2.3 孔深也不宜太深，当钻孔外插角一定时，周边孔越深超挖越大。 4.2.4 采用楔形掏槽时，其炮眼深度L可考虑为：
L=（0.4~0.6）B 式中—B为断面宽度
4.3 炸药及装药结构的选择
4.3.1 炸药：宜采用低爆速、低猛度、低密度炸药。
4.3.2 装药结构：宜采用小药卷不偶合装药及空气间隔装药结构，孔口用炮泥堵塞，改善爆破效果。 a、小直径药卷径向空气间隔连续装药。药卷直径为20~25mm，用塑料扩张管套在两药卷接头处，使药卷能置于炮孔中心。为克服炮眼底部岩石夹制力，在炮孔底部装半卷Φ32mm药卷作起爆药卷。
b、普通标准药卷（Φ32mm）空气间隔装药。一般每半个药卷一个间隔，药卷用导爆索串起来一次起爆。【软弱围岩隧道光面爆破的论文】
c、小直径药卷空气间隔装药，此装药结构可减弱对围岩的破坏作用，适合于软岩。
4.3.3 不偶合系数：炮孔直径d与药卷直径Φ之比叫做不偶合系数（又叫缓冲系数）。当炮孔直径d=62~200mm时，不偶合系数取2~4；炮孔直径为34~45mm时不偶合系数取1.5~2。
4.3.4 装药量：光面爆破周边眼装药量应严格控制，否则将完全达不到光爆的效果。 a、单孔光面爆破经验装药量计算式：
g=（E+W）L*10Rb
式中：g—单孔装药量 （g）
E—孔距 （m） W—抵抗线 （m） L—孔深 （m） Rb—岩石抗压强度 （MPa）
b、光爆装药集中度（q）：
q=g/L=（E+W）*10*（Rb）1/2 （g/m）
c、“隧规”中，光爆装药集中度（q）参考值：软岩 q=0.07~0.12（kg/m）；中硬岩 q=0.15~0.25 （kg/m）；硬岩 q=0.30~0.35（kg/m）。
5、光面爆破的技术要点
5.1 合理选择光面爆破参数，努力提高钻孔精度。 5.2 严格控制药量，采用合理的装药结构。 5.3 选择合理的起爆顺序。
5.4 周边眼应同时起爆，一般要求时差不大于100毫秒。 6、炮眼布置的步骤
6.1 掏槽炮眼的布置：掏槽爆破是隧道掘进的关键，爆破质量、掘进效果都有赖于掏槽爆破是否成功。
6.2.2 二圈眼：二圈眼也是光爆施工的重要参数，直接影响光面爆破质量。二圈眼所在位置就是周边眼抵抗线的边缘。二圈眼的孔距一般稍大于周边眼抵抗线（W），即二圈眼间距E=1.2W，通常不大于0.9M。
6.3 辅助眼；这部份炮眼是紧挨着掏槽眼的位置，它既是掏槽眼的辅助眼，又对掏槽槽口起扩大作用，因而它的眼底与掏槽眼底部的距离应比扩大眼小一些。
6.4 扩大眼：扩大眼的布置通常可采用下列形式
6.4.1 弧形式：顺隧道弧形周边分层布置。这种形式，爆破逐层形成弧形拱，有利于围岩的稳定。 6.4.2 直线形式：围绕槽口将炮眼顺竖直或水平方向，向外逐层排列。相当于多排炮眼的梯段爆破，有临空面，爆破效果好，是隧道开挖布眼常倾向的图式。
6.4.3 圆形式：开挖圆形洞室，炮眼围绕园心分层布置。 6.5 确定合理的起爆顺序
通常起爆顺序应为：掏槽眼→辅助眼→扩大眼→二圈眼→周边眼→底板眼，间隔时间采用25~100毫秒。周边眼宜一次起爆，若分次起爆周边眼轮廓不大平整。
7、光爆钻孔的基本技术 7.1 严密的组织
7.1.1 光爆钻孔时应统一指挥，协调行动。
7.1.2 固定钻机班，并实行定人、定机、定位、定质、定量的“五定”岗位责任制。 7.1.3 分区、按序钻孔。避免相互干扰、碰撞、拥挤及窝工现象。
7.2 钻孔的方法与步骤：整个光爆钻孔过程可分为准备→定位→开口→钻进→拨钎→移位六步。 7.3 对光爆周边眼的要求必须达到“准”、“直”、“平”、“齐”。准：孔位选准；直：先打好上方标准眼，插上炮杆，使侧墙孔孔口在同一条垂线上；平：就是要使周边炮眼相互平行；齐：使各炮眼眼底落在同一平面上。
7.4 保证钻孔质量的措施
7.4.1 找准中线水平，标定周边眼及二圈眼的孔位。
7.4.2 在拱顶1m处标定一临时中线（也可在台架上标定一临时中线），以保证炮眼沿隧道中线钻进，然后在标准孔内插入炮棍作为其它炮孔的方向标志。
7.4.3 根据要求的钻孔深度做好标记，使孔底落在同一平面上，周边孔深不超过扩大孔深。
7.5 正确掌握支架的角度：钻机和支架间的角度在硬岩中一般保持在130°~140°之间；在软岩中应保持120°~130°之间。
7.6 钻孔作业中的“七快”、“四勤”、“四不钻”：七快：拉风水管快、安钻快、换钎快、移动支架快、交换位置快、排除故障快。四勤：保养钻机、支架勤；维修风水管勤；检查钻孔质量勤；检查安全勤。四不钻：不钻残眼、不钻石缝、不钻软弱夹层、不钻破碎带。 名词解释： 不耦合系数
在控制爆破中是一个很重要的参数。主要用于预裂爆破与光面爆破。 定义：炮孔直径与药包直径之比.
用途：保护爆破的完整度，以防龟裂与减少裂隙，保持岩体稳定性。用在预裂孔或周边眼内。 一般取值范围为1.0~2.0，在孔距较小情况下一般取大值。在岩石抗压强度较大时，一般取小值。 装药结构
炸药在炮眼中装填的状态。连续密接的称“连续装药”,分成数段的称“间隔装药”;装药直径基本等于炮眼直径的称“耦合装药”，装药直径明显小于炮眼直径的称“不耦合装药”。
装药结构是指炮孔内的药包与药包之间位置、品种和形状的关系。一般单一结构为装同一种炸药，而混合结构是在孔底或某段岩石强度高或低处对应装高威力或低威力炸药。有连续装药和间隔装药形式，以及偶合或不偶合装药结构，也有以改变药包形状的方法，以增加炸药威力。 密集系数
炮眼间距与最小抵抗线的比值。 起爆药卷
装有雷管的药卷叫做起爆药卷 自由面（临空面）
软弱围岩隧道光面爆破的论文(三)
软弱围岩光面爆破设计在安远隧道施工中的应用
软弱围岩光面爆破设计在安远隧道
施工中的应用
提 要：光面爆破在隧道硬岩施工中取得了不错的效果，但是，在隧道软弱围岩施工中，由于围岩软弱，围岩裂隙及地下水较为发育，造成光面爆破的效果较差，为了有效的的控制软弱围岩下光面爆破的效果，减少隧道超欠挖，降低工程成本，本文结合甘肃省永古高速公路安远隧道实际情况，介绍隧道围岩受F9断层影响情况下，隧道开挖光面爆破设计采用减轻地震动控制爆破的方法。
关健词：软弱围岩 光面爆破
1概述
甘肃省永古高速公路安远隧道地质条件复杂。该隧道位于祁连山高寒亚干旱区，隧道右线全长6868米，左线全长6848米，最大埋深470米，属深埋石质特长公路隧道。隧道地处祁连山——河西走廊地震带，是我国重点监视的主要地震活动区之一，新构造运动非常强烈，地震活动频繁，隧道通过段发育的主要区域性构造是安远拉分盆地西北缘活动断裂带（F9），安远隧道受F9断层的影响，次生断裂发育，形成了大小不一的断层破碎带。开挖揭示F9断层中隧道围岩为呈灰绿色粉末状，局部夹杂角砾岩，呈松散状，地下水较为发育，稳定性极差。次一级的断层由于受F9断层的影响，开挖揭示围岩为志留系变砂岩、安山玢岩夹娟云千枚岩，中薄层状，节理、裂隙发育，较松软，地下水较为发育，围岩稳定性差，隧道成洞条件较差。在安远隧道施工过程中采用减轻地震动控制爆破方法，有效的控制光面爆破效果，减少隧道超欠挖，降低工程成本等方
hmax=
面取得了不错的效果。
2开挖高度及开挖进尺的确定
2.1 开挖高度的确定
隧道开挖高度一般按照围岩的级别确定，开挖高度是确定隧道按开挖方法的依据，可根据围岩的物理力学指标确定开挖高度，物理力学指标可通过试验取得，围岩开挖最大稳定高度hmax按照以下经验公式计算得出。（杨 威.软岩隧道光面爆破技术.城市道桥与防洪）
2c
×0.1×tg（45°+2）
式
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/fanwen352007/
推荐访问:隧道光面爆破技术 隧道施工光面爆破